锚杆及土钉墙支护施工技术标准

锚杆及土钉墙支护施工技术标准
7.4.1 特点与适应范围
1 土层锚杆
用于支护结构的土层锚杆（亦称土锚），通常由锚头、锚头垫座、支护结构、防护套管、拉杆（拉索）、锚固体、锚底板（有时无）等组成（图7.4.1-1）。

土层锚杆根据潜在滑裂面，分为自由段（非锚固段）l f和锚固段l a（图7.4.1-2）。

锚杆的自由段处于不稳定土层中，要使拉杆与土层脱离，一旦土层滑动，它可以自由伸缩，其作用是将锚头所承受的荷载传递到锚固段；锚固段处于稳定土层中，它通过与土层的紧密接触将锚杆所承受的荷载分布到土层中去，锚固段是承载力的主要来源。

其特点是：能与土体结合在一起承受很大的固结力，以保证结构的稳定；可用高强钢材，并可施加预应力，可有效地控制建筑物变形量；施工所需钻孔孔径小，不用大型机械；代替钢支撑作侧壁支护，可大量节省钢材；为地下工程施工提供了开阔的工作面；经济效益显著，可节省大量劳动力，加快工程进度。

在深基坑开挖中，土层错杆与地下连续墙、拉森钢板桩、H 型钢板桩、预翻棍凝土板桩墙、钻孔灌注桩等支护结构联合使用，适用于各种土层和岩层中大型较深基坑中使用。

但在塑性指数大于17的猫土层中使用时应做锚杆的场变试验二变试验按附录F 规定进行。

2 土钉墙
在基坑逐层开挖，逐层在边坡原位以较密排列（上下左右）钻孔后，放置钢筋或钢管并注浆，以强化土体，在土钉支护面层设置钢筋网，分层喷射混凝土，直到设计标高。

这就是土钉支护，亦称土钉崎，喷锚支护。

基坑开挖至有限深度，用小型机械或洛阳铲钻成孔，孔内放俐筋，并注浆，在坡面安装钢筋网，喷射C20厚80～200 mm 的混凝土，继续开挖有限深度，钻孔放俐筋并注浆，喷
射棍砚土直到设计标高。

如图7.4.1-3所示。

土钉与面层的连接，分级栓连接和俐筋焊接连接见图7.4.1-4。

图7.4.1-1 土锚构造
1—锚头；2—锚头垫座；
3—围护墙；4—钻孔；5—防
护套管；6—拉杆（拉索）；7—锚固体；8—锚底板
图7.4.1-2 土锚的自由段与锚固段的划分
l t —自由段（非锚固段）；l a —锚固段
图7.4.1-3 土钉墙支护
图7.4.1-4 土钉与面层的连接
(a) 螺栓连接；(b)、(c)钢筋连接
1—土钉；2—井字短钢筋；3—喷射钢筋混凝土；4—螺栓连接；5—焊接钢筋
基坑边坡可以为90°，也可以为80°左右，按需要设计；土钉的直径、长度须通过计算确定。

土钉孔向下倾角宜在0°～20°。

土钉墙支护的特点是：将抗拉强度较低的土体与注浆钢筋结合组成复合体，通过土体变形使接触面产生结合力及摩擦力，促使钢筋受拉，发挥了共同作用，提高了土体的稳定和承载能力。

对基坑开挖而言，因为土体已经得到加固强化，因此，可以说土钉支护本身也是一种主动制约机制。

这种复合体还增强土体破坏的延性，有利于安全施工；土体复合墙体变位小，一般测试20mm；设备简单，土钉长度小，钻孔、注浆工艺简便；经济效益好，易于推广；与开挖土方配合好，实行流水作业，可缩短工期。

但因分段施工，易产生施工阶段的不稳定性，因此必须在施工开始就进行监测，便于发现问题以采取措施。

不适宜土钉墙支护的土层是：松散砂土、流塑和软塑戮性土以及有丰富地下水源且地下水位高的情况，都不宜单独采用土钉墙支护，特别是软土。

在国外，不建议在软土区采用土钉墙支护。

为此在软土
区应当慎用土钉墙支护。

地下水位较高的地区采取人工降水措施（将水位降到开挖面以下），可采用土钉墙支护，但开挖和地下结构施工期间应持续降水，以保证边坡的稳定。

3 土钉与土层锚杆主要的区别
(1)土钉与土体结合成复合体，土钉强化加固了土体，在基坑开挖到设计深度时，本
身起挡土结构作用，类似重力墙作用，在支护中它起主动制约作用。

锚杆是一端连接在挡土桩、墙上，另一端埋在土中，以锚固段与土体的摩擦力起抗拔作用，当桩、墙受水平力作用时，锚杆锚固段起抗拔作用以稳定结构，以位移为表现形式，在支护结构中，锚杆起被动制约作用。

(2)从测试说明，土钉受力的全长上，从喷射混凝土开始，受的拉力是中间大两头小。

锚杆在自由段内，沿长度均匀受拉力，而在锚固段内，应力也是不均匀的，应力从锚固段开始沿长度增加，到锚固段长度的30％左右达到峰值后开始回落，直到锚固段尾端，逐步接近于零。

(3)土钉（钢筋）一般用HPB235或HRB335钢筋，无须预应力，面层喷射混凝土，土钉长度应伸人滑裂面后稳定的土体内，其长度应通过计算，一般不超过基坑底深度。

锚杆在桩、墙连接处有受力支座，一般要加预加应力，受力筋有用螺纹钢筋、高强钢丝及钢绞线束，有各种应力级，长度、倾角较大，300左右较好。

长度应通过计算，在实际工程应用时，尚需做试验来
作最后确定。

(4)土钉是加固土体的，数量很多。

锚杆是拉结挡土墙的，数量不能多，多则会产生
群锚作用。

7.4.2 施工准备
7.4.2.1 技术准备
1 认真学习土层锚杆或土钉墙的设计文件，掌握设计做法、构造和要求；
2 研究施工区域的岩土工程勘察报告，了解土层的构造、变化和分布规律以及物理
力学性能指标（天然容重、天然含水量、孔隙比、渗透系数、压缩模量、内聚力、内摩擦角等）；地下水含水层和隔水层的层位、埋深和分布情况，以及各含水层（包括上层滞水、潜水、承压水）的补给条件和水力联系等。

3查明影响范围内建（构）筑物的结构类型、层数、基础类型、埋深、基础荷载大小及上部结构现状。

4查明基坑周边的各类地下设施，包括上、下水，电缆，煤气，污水，雨水，热力管线或管道的分布和性状。

5编制施工组织设计（或施工方案）。

7.4.2.2 主要材料
1 水泥：宜使用强度等级为32.5以上的普通硅酸盐水泥。

2 砂：灌浆宜用粒径小于2mm的中细砂；混凝土用砂与其他混
凝土工程相同。

3 钢材：HPB235、HRB335、HRB400钢筋，或高强钢丝束、钢绞线等。

7.4.2.3 主要机具
1土层锚杆钻孔机械，按工作原理分为旋转式钻孔机、冲击式钻孔机和旋转冲击式
钻孔机三类。

主要根据土质、钻孔深度和地下水情况进行选择。

我国用于土层锚杆的钻机及技术性能见表7.4.2.3-1。

表7.4.2.3-1 土层锚杆钻机及技术性能
型号
技术性能
XU-300-2 XU-200-3 XJ-l00-1 SH-30 XU-600 钻进深度
（m)
300 600～1000 100 30 600 钻孔直径
(mm)
110～75 150～75 110～75 142～110 150～75 钻杆直径
（mm)
42 50；42 33.5；42 42 50
钻进倾角
（°）
0～90 65～90 75～90 65～90
立轴转速(r/min) 118；226；
308；585；
73（反）；
165；280；
470；386;
655；1096；
142；285；
570
16；40；100
150；280；
470
140（反）122（反）
给进方式液压液压
手把、蜗
轮一蜗杆杠杆人力
加压
液压
给进速度
（mm/min)
1720 2300 1420
给进压力（kN) 30（顶力
50)
60(顶力80)
60（顶力
80)
升降机形
式
行星式行星式行星式摩擦锥式行星式外形尺寸
(mm)
（长×宽×高）2260×970
×1490
2640×1150
×1810
1790×
810×
1110
1780×
1010×900
2640×
1150×
1810
钻机重量
（kg)
900 2100 423 500 1550
动力机形式2105柴油
机
JQ2-72-421
356、
2105柴油机
JQ2-51-4
电动机
1105柴油
机
JQ-51-2
26型汽油
机
JQJ3-4电
动机
4105柴油
机
油泵形式CB-32 YBC45/80 511025
生产单位
重庆探矿
机械厂张家口探矿
机械厂
北京探矿
机械厂
无锡探矿
机械厂
张家口探
矿机械厂
2灌浆机械：用2DN-15/40型、BW200-40/50型等型号灰浆泵，灰浆搅拌机等。

3预应力张拉千斤顶：张拉设备用YC-60、YCQ-100、YCQ-200型穿心式千斤顶及
配套油泵和主油压表等，千斤顶在使用前必须送当地技术监督部门或有资质的检测机构进行校验标定。

4土钉墙施工机械
(1)成孔机械：主要有冲击钻机、螺旋钻机、回转钻机、洛阳铲等，在易坍孔时宜采
用套管成孔或挤压成孔工艺。

(2) 注浆机械：宜选用小型、可移动、可靠性好的注浆泵，压力和输浆量应满足施工要求。

工程中常用有UBJ系列挤压式灰浆泵和BMY系列锚杆注浆泵，其主要技术参数见表7.4.2.3-2、表7.4.2.3-3。

表7.4.2.3-2 UBJ系列挤压式灰浆泵主要技术参数项目
型号
0.8 1.2 1.8 3
一灰浆流量(m3／
h) 0.8 1.2
0.4、0.6、1.2、
1.8
1、2、3
电源电压(V) 380 380 380 380 主电机功率(kW) 1.5 2.2 2.2/2.8 4 最高输送高度(m) 25 25 30 40 最大水平输送距80 80 100 150
离（m)
额定工作压力
(MPa)
1 1.
2 1.5 2.45 重量（kg) 175 185 300 350
外形尺寸（长×宽×高）(mm) 1220×662
×960
1220×662
×1035
1270×896×
990
1370×620
×800
表7.4.2.3-3 BMY系列锚杆注浆泵主要技术参数
项目
型号
0.6 18
灰浆流量(m3／h) 0.6 1.8
电源电压(V) 127 220/380
主电机功率(kW) 1.2 2.2
最高输送高度（m) 15 20
最大水平输送距离（m) 40 60
额定工作压力（MPa) 1.0 1.5
整机重量(kg) 115 225
外形尺寸（长×宽×高）
(mm)
640×320×640 900×540×740
(3) 钢筋机械、混凝土搅拌机械和喷射混凝土机械。

混凝土喷射机可按表7.4.2.3-4选用；空压机应满足喷射机所需的工作风压和风量要求，可选用风量9m3/min以上、压力大于0.5MPa的空压机。

表7.4.2.3-4 混凝土喷射机主要技术参数
项目
型号
HPJ一Ⅰ
HPJ-
ⅡPZ-5B PZ-7
PZ-l
0C
HPZ6 HPZ6T
生产能力（m3／h) 5 5 5 7
1～
10
6 2!4/6 输料管内径(mm) 50 50 50 65 75 50 50～75 粒料直径(mm) 20 20 20 20 25 <25 <30 描送距禽(m) 潮喷200,湿喷50
20～
50
20～40 耗气量(m3／h) 7～8 7～9 5～7 10
电动机功率(kW) 喷射部
分：5.5
搅拌部
分：3
5.5 5.5 5.5 5.5 3 7.5
重量（kg) 1000 1000 700 750 750 920 800
外形尺寸（长×宽×高）（mm）2200×
960×
1560
2200×
780×
1600
1300×
800×
1200
1300 ×
800×
1300
1332
×
774×
1110
150O×
1000×
1600
7.4.2.4 作业条件
1 有齐全的技术文件和完整的施工组织设计或技术方案，并已进行技术交底。

2 进行场地平整，拆迁施工区域内的建（构）筑物和挖除工程部位地面以下3m内的障碍物，施工现场应有可使用的水源和电源。

在施工区域内已设置临时设施，修建施工便道及排水沟，各种施工机具已运到现场，并安装维修，试运转正常。

3 已进行施工放线，锚杆孔位置、倾角已确定；各种备料和配合比及焊接强度经试验可满足设计要求。

4 当设计要求必须事先做锚杆施工工艺试验时，试验工作已完成并已证明各项技术指标符合设计要求。

7.4.3 材料质量控制要点
1 锚杆（土钉）
用作锚杆（土钉）的钢筋(HRB335级或HRB400级热轧螺纹钢筋）、钢管、角钢、钢丝束、钢绞线必须符合设计要求，并有出厂合格证和现场复试的试验报告。

2 钢材
用于喷射混凝土面层内的钢筋网片及连接结构的钢材必须符合设计要求，并有出厂合格证和现场复试的试验报告。

3 水泥浆锚固体
水泥用P.O32.5、P.O42.5普通硅酸盐水泥，并有出厂合格证；砂用粒径小于2 mm的中细砂；水用自来水或可饮用水，水质不明时，应经化验，符合要求；所用的化学添加剂、速凝剂必须有出厂合格证。

7.4.4 施工工艺
7.4.4.1
7.4.4.2
7.4.5 成品保护措施
1 锚杆的非锚固段及锚头部分应及时作防腐处理。

2 成孔后，及时安插锚杆，注浆，防止塌孔。

3 锚杆施工应合理安排施工顺序，遵循分段开挖、分段支护的原则，不宜按一次挖就再行支护的方法施工。

4施工过程中，应注意保护定位控制桩、水准基点桩，防止碰撞产生位移。

7.4.6 安全、环保措施
1 施工人员进人现场应戴安全帽，高空作业应挂安全带，操作人员应精神集中，遵守有关安全规程。

2 各种设备应处于完好状态，机械设备的运转部位应有安全防护装置。

3 锚杆钻机应安设安全可靠的反力装置，在有地下承压水地层中钻进时，孔口应安设可靠的防喷装置，以便突然发生漏水涌砂时能及时封住孔口。

4 锚杆外端部的连接应牢靠，以防在张拉时发生脱扣现象。

5 张拉设备应经检验可靠，并有防范措施，防止夹具飞出伤人。

6 注浆管路应畅通，防止塞管、堵泵，造成爆管。

7 电气设备应可靠接地、接零，并由持证人员安全操作。

电缆、电线应架空设置。

7.4.7 质量标准
1 施工中应对锚杆或土钉位置、钻孔直径、深度及角度，锚杆或土钉插人长度，注浆配比、压力及注浆量，喷锚墙面厚度及强度、锚杆或土钉应力等进行检查。

2 每段支护体施工完后，应检查坡顶或坡面位移、坡顶沉降及周围环境变化，如有异常情况，应采取措施，恢复正常后，方可继续施工。

3 锚杆及土钉墙支护工程质量检验应符合表7.4.7的规定。

表7.4.7锚杆及土钉墙支护工程质量检验标准
项序检查项目允许偏差或允许值
检查方法单位数值
主控项目
1 锚杆土钉长度mm ±30 用钢尺量
2 锚杆锁定力设计要求现场实侧
一般项目1
锚杆或土钉位
置
mm ±100 用钢尺量
2 钻孔倾斜度°±1 测钻机倾角
3 浆体强度设计要求试样送检
4 注浆量大于理论计算浆量
检查计量数
据
5 土钉墙面厚度mm ±10 用钢尺量
6 墙体强度设计要求试样送检
7.4.8 质量验收
7.4.8.1 检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规
7.4.8.2 检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。

7.4.8.3 质量验收记录：
1 地质勘察报告。

2 原材料合格证和试验报告。

3 土方开挖记录。

4 钻孔记录（钻孔尺寸误差，孔壁质量等）。

5 注浆记录及浆体试块强度试验报告。

6 锚杆张拉记录。

7 喷射混凝土记录（面层厚度，混凝土试块强度试验报告）。

8 设计变更报告及重大问题处理记录。

9 土钉抗拔试验报告。

10 检验批验收记录按表7.4.8.3“锚杆及土钉墙支护工程检验批质量验收记录表”填写。

表7.4.8.3 锚杆及土钉墙支护工程检验批质量验收记录表
GB 50202-2002
单位（子单位）工
程名称
分部（子分部）工
验收部位
程名称
施工单
项目经理
位
位
分包项目经理施工执行标准名
称及编号
施工质量验收规范的规定
施工单位检查评
定记录监理（建设）单位验
收记录
主
控项目1
锚杆土钉
长度
±30mm 2
锚杆锁定
力
设计要求
一般项目1
锚杆或土
钉位置
±l00mm 2
钻孔倾斜
度
±10
3 浆体强度设计要求
4 注浆量＞1
5
土钉墙面
厚度
±10 mm 6 墙体强度设计要求
施工单位检查评定结专业工长（施工
员）
施工班组长
果
项目专业质量检查员：年月日监理（建设）
单位验收结论专业监理工程师（建设单位项目专业技术负责人）：年月日。